基础工程课程设计

目录目录.........................................................错误!未定义书签。《基础工程》课程设计..........................................错误!未定义书签。1工程概况...................................................错误!未定义书签。工程地质资料.............................................错误!未定义书签。荷载情况.................................................错误!未定义书签。2初步选择持力层，确定桩型和尺寸..............................错误!未定义书签。3确定单桩承载力标准值........................................错误!未定义书签。4初步确定桩数及承台尺寸.....................................错误!未定义书签。5群桩基础的单桩承载力验算...................................错误!未定义书签。6确定群桩承载力设计值........................................错误!未定义书签。7降量验算...................................................错误!未定义书签。8软弱下卧层的验算...........................................错误!未定义书签。9承台设计计算...............................................错误!未定义书签。承台抗弯设计验算..........................................错误!未定义书签。承台抗冲切验算............................................错误!未定义书签。承台剪切验算..............................................错误!未定义书签。附图1........................................................错误!未定义书签。附图2........................................................错误!未定义书签。附图3........................................................错误!未定义书签。附图4........................................................错误!未定义书签。附图5........................................................错误!未定义书签。《基础工程》课程设计设计题目：柱下钢筋混凝土桩基础适用专业：地质15-1一、课程设计基本要求1、课程设计目的利用所学基础工程课程的理论知识，能够独立完成一个较完整的基础设计与计算过程，从而加深对所学理论的理解与应用。2、课程设计建议在复习本学期课程理论知识后，收集并阅读相关设计规范和参考书后进行本课程设计任务。二、课程设计设计资料1、工程设计概况某城市新区拟建一栋15层框架结构的办公楼，其场地位于临街地块居中部位，无其它邻近建筑物，地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标见工程地质资料。试设计柱下独立承台桩基础。（1）地基基础设计等级为乙级；（3）柱的截面尺寸为：450mm×600mm；（4）承台底面埋深：d=（也可自行按规范要求选定）；（5）根据地质资料以及上部荷载情况，自行选择桩型、桩径和桩长；（7）桩的类型：预制桩或者灌注桩（自行斟酌设定）；（8）沉桩方式：静压或者打入（自行斟酌设定）。（9）方案要求尽量先选择以粉质粘土为持力层，若不满足要求，再行选择卵石或岩石层作为持力层，并作简要对比说明。2、荷载情况已知上部框架结构由柱子传至承台顶面的荷载效应标准组合：轴力F=(8300-10n)kN，弯矩Mx=(80+2n)kN·m，My=(750-n)kN。（其中，Mx、My分别为沿柱截面短边和长边方向作用；n为15）。3、工程地质资料建筑场地土层按其成因、土性特征和物理力学性质的不同，自上而下划分为5层，地质剖面与桩基计算指标见表1，勘察期间测得地下水水位埋深为。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。三、设计内容及要求（1）确定单桩竖向承载力特征值；（2）确定桩数，桩的平面布置，承台平面尺寸，单桩承载力验算；（3）若必要，进行软弱下卧层承载力验算；表1地质剖面与桩基计算指标土层种类层厚/m地下水位/m单桩布置/m桩基计算指标预制桩沉管桩冲、钻孔桩qpkqsikqpkqsikqpkqsik粘土504044淤泥144012粉质粘土300050200040100044淤泥质土201416粘土淤泥粉质粘土淤泥质粘土卵石20018009500100020045009200强风化岩3000卵石1000012070001002800120强风化岩未见底70001005000722000100四、设计成果及提交（1）计算说明书：计算说明书一律用A4幅面；装订顺序：封面（须注明：《基础工程》课程设计，专业班级，学号，姓名，日期），目录、设计任务书，计算说明书；五、建议的设计步骤及涵盖内容（1）列出设计资料（包括上部结构资料、建筑场地资料）；（2）选择桩型、桩端持力层和承台埋深；（3）确定单桩承载力标准值；（4）确定桩数和承台底面尺寸；（5）确定群桩竖向承载力设计值；（6）桩基中单桩荷载验算；（7）桩基软弱下卧层验算（若不须验算桩基软弱下卧层沉降，建议另行设定条件自行练习）；（8）承台设计（承台尺寸及桩的布置，提出承台配筋要求）。1工程概况某城市新区拟建一栋15层框架结构的办公楼，其场地位于临街地块居中部位，无其它邻近建筑物，地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标见工程地质资料。1.1工程地质资料建筑场地土层按其成因、土性特征和物理力学性质的不同，自上而下划分为5层，地质剖面与桩基计算指标见表1，勘察期间测得地下水水位埋深为。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。1.2荷载情况已知上部框架结构由柱子传至承台顶面的荷载效应标准组合：轴力F=(8300-10*15)kN，弯矩Mx=(80+2*15)kN·m，My=(750-15)kN。（其中，Mx、My分别为沿柱截面短边和长边方向作用）。2初步选择持力层，确定桩型和尺寸根据荷载和地质条件，由于卵石土承载力在300KPa~400Kpa之间，所以初步考虑以第五层卵石做持力层。采用截面为450*600mm的预制钢筋混凝土方桩。桩端进入持力层1，桩长25m。3确定单桩承载力标准值根据单桩竖向极限承载力的标准值Quk公式ppkisikpkSKAqlquQQukQ其中：2m27.06.045.0Ap)(8.1445.0um)k(3388)8.0120202.95.4505.914150(8.127.010000QukN)(16942RkNQuka4初步确定桩数及承台尺寸先假设承台尺寸为3m*3m，厚度为1m，承台及其上的土的重度为20kN/m3，则承台及其上土自重的标准值为)(36023320GkNk根据基础的竖向载荷和承台及其上自重确定桩数，当中心荷载作用时，根据公式02.516943608150nakkRGF可取6根桩5群桩基础的单桩承载力验算按照设计的承台尺寸，计算kN36020233Gk由单桩竖向力计算公式nGFkkkN得kN141863608150Nk因为kNRNak1694k1418N符合规范要求。根据偏心荷载下的应力计算公式2121ikNjnjiykjnjixkkkxxMxyMnGF求得单桩偏心荷载下最大竖向力为）（kN16101.11.141.17351.11.141.11101418N2121kmaxjnjiykjnjixkkkxxMxyMnGF根据规范要求aR2.1Nmax8.20322.11610NkmaxaR符合群桩基础的要求6确定群桩承载力设计值一般而言，桩的承载力主要取决于地基岩土对桩的支撑能力，但是对于端承桩，超长桩或者桩身质量有缺陷的情况，可能由桩身混凝土控制。由于与材料强度有关的设计，作用组合的效应应采用按承载能力极限状态下的基本组合的效应，所以应该满足CcfpAN本次设计选用C30混凝土预制桩，得kN688585.03000027.0N7降量验算桩端附加应力等于)(42.16041.5080871.7*1.733473608150)4tan2)(4tan2(FP000k0KpalalbbaPGck沉降量计算深度mBB18.12)1.7ln4.05.2(*1.7)ln4.05.2(Z00n查表可以知道987.01；858.02；503.03m5.1z1；m5.4z2；m3.12z3由沉降量计算公式得mm4.94218.6017.8316.5605.4*858.03.12*503.0*42.1606.45.1*987.05.4*858.0*42.160465.1*987.0*42.160)('s110）（）（iiiisizzEP516.1060)5.4*858.03.12*503.0(*42.1606.4)5.1*987.05.4*858.0(*42.160465.1*987.0*42.160)5.4*858.03.12*503.0(*42.160)5.1*987.05.4*858.0(*42.1605.1*987.0*42.160EssiIiEAA桩基础沉降量'ssp根据建筑桩基技术规范2094-2008表808.0pmmsp2003.764.94*808.0's所以桩基沉降量满足设计要求。8软弱下卧层的验算假设卵石下有3m厚的淤泥质土，因此需要进行软弱下卧层的验算查阅相关资料得到相关土的工程性质：表1：土的工程参数土体种类内摩擦角范围内摩擦角取值压缩模量重度范围重度取值粘土10~302020~1918淤泥3~3052粉质粘土18~25202018~2119淤泥质土3~30201919卵石30~40354619~2121强风化岩20~30256021~2423（1）桩端上部土的自重应力Nk9.23223*3*]8.0*)1021(2.9*)1019(5.4*)1019(5.9*)1018(8.0*)1018(18*2.0[2*3*3*20Gk（2）群桩实体深基础等效底面边长ml1.75.46.25tan*25*26.24tan2bB00ml1.75.46.25tan*25*26.24tan2aA00（3）基地压力kPaAGFkk75.2071.7*1.79.23228150Pk（4）下卧层允许承载力kcmdbaCMdMbMf查阅相关资料可以知道：内摩擦角20k，查表得;66.5;36.0;51.0McdbMMmdmbmKNKN27;6.2;/11;30C3k基础底面至下卧层距离z=2m，由于25.024.0/zb，因此扩散角03m/59.98.02.95.45.938.0*112.9*95.4*95.9*5.88*8.018*2.2mkM